Combinazione di subossidi di zirconio e titanio mediante fotopolimerizzazione in tino
Eric Schwarzer-Fischer 1, Anne Günther 1, Sven Roszeitis 1, Tassilo Moritz 1
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1Processi e componenti, Istituto Fraunhofer per tecnologie e sistemi ceramici, 01277 Dresda, Germania.
PMID: 34064507 PMCID: PMC8124931 DOI: 10.3390/ma14092394
Estratto
Un processo di produzione additiva multi-ceramica (multi-CAMP) recentemente sviluppato e un dispositivo appropriato offrono un approccio multi-materiale mediante fotopolimerizzazione in vasca (VPP) di componenti ceramici multi-funzionalizzati. Tuttavia, questo processo è limitato alle polveri ceramiche con una certa traslucenza per la luce visibile. Le polveri ceramiche elettricamente conduttive sono quindi escluse a causa del loro comportamento di assorbimento della luce e del colore scuro. L'obiettivo del lavoro collaborativo descritto nell'articolo era quello di sviluppare una combinazione di materiali per questo approccio multi-materiale del metodo di fotopolimerizzazione in vasca additiva che consente di combinare conduttività elettrica e isolamento elettrico oltre a un'elevata resistenza meccanica nei componenti ceramici co-sinterizzati. Come componente conduttivo vengono scelti i subossidi di titanio, mentre la zirconia costituisce la parte meccanicamente stabile e isolante. Poiché i subossidi di titanio non possono essere utilizzati per la fotopolimerizzazione in vasca a causa del loro comportamento di assorbimento della luce, viene invece utilizzata la titanio. Dopo la produzione additiva, le parti bicomponenti vengono co-sinterizzate in un'atmosfera riducente per trasformare il titanio nei suoi subossidi e, quindi, ottenere la combinazione di proprietà desiderata. L'articolo descrive le sfide del co-processing di entrambi i materiali a causa delle complesse proprietà ottiche del titanio. Inoltre, l'articolo mostra parti di prova co-sinterizzate con successo della combinazione di materiali di subossido di zirconio/titanio, realizzate assemblando componenti VPP monomateriale allo stato verde e successivo trattamento termico comune. Vengono discussi i risultati delle indagini microstrutturali e di interfaccia come le misurazioni elettriche.

Parole chiave: fasi Magnéli; produzione additiva; ibridazione; componenti multi-funzionali; subossidi di titanio; fotopolimerizzazione in vasca (VPP); zirconio.